Оптика тонких плівок

Дихроїчні фільтри створюються за допомогою покриття тонкими плівками

О́птика то́нких плі́вок — розділ оптики, який вивчає проходження і відбиття світлових променів від плівок, товщина яких сумірна з довжиною хвилі світла.

Тонкі плівки, нанесені на поверхню речовини, зокрема на скло, з якого виготовляються оптичні прилади, значно впливають на відбиття й пропускання світла, якщо їхня товщина сумірна із довжиною світлової хвилі.

Найцікавіші властивості мають плівки із товщиною, яка дорівнює чверті довжини хвилі, які, в залежності від показника заломлення, максимально зменшують або збільшують відбивання світла поверхнею.

Теорія

Якщо світло із довжиною хвилі λ падає із середовища з показником заломлення $n_1$ під кутом ${\theta }_1$ на речовину із показником заломлення $n_3$, вкриту тонкою плівкою із показником заломлення $n_2$ і товщиною h, то при оптичній товщині плівки $H=n_{2}h$

$H=\frac{\lambda }{4\cos {\theta }_2},\frac{3\lambda }{4\cos {\theta }_2},\frac{5\lambda }{4\cos {\theta }_2},\dots$

то коефіцієнт відбиття

$R={\left(\frac{r_{12}-r_{23}}{1-r_{12}{r}_{23}}\right)}^2$

де $r_{12}$ - коефіцієнт відбиття на межі середовищ 1 і 2, й для нормального падіння

$R={\left(\frac{n_1{n}_3-n_2^2}{n_1{n}_3+n_2^2}\right)}^2$.

Звідси видно, що коефіцієнт відбиття можна зробити нульовим, якщо підібрати матеріали так, щоб $n_1{n}_3=n_2^2$. На цьому принципі працює просвітлення оптики. Зазвичай підібрати речовину, для якої це співвідношення виконувалося б ідеально (а ще необхідно, щоб плівка добре трималася на склі) важко, тому використовуються речовини із близьким показником заломлення.

Якщо $n_2^2\gg n_1{n}_3$, то коефіцієнт відбиття стає близьким до одиниці, що можна використати для виготовлення дзеркал.

Див. також

• Просвітлення оптики
• Ефект Смакули
• Іризація

Шаблон:Physics-stub